深度学习多线程部署—学习笔记

关注

原创最新推荐文章于 2026-05-19 07:32:42 发布 4.8k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Deeplearning4j【基础 01】初识Java深度学习框架DL4J_dl4j java Deeplearning4j是当前最大、最流行的基于JAVA的深度学习框架，正式诞生于2013年，在2017年加入Eclipse基金会，由美国的Skymind开源并维护。支持神经网络模型的构建、模型训练和部署；能够与现有大数据生态进行无缝衔接（Hadoop、Spark等），也是可以原生态支持分布式模型训练的框架之一；支持多线程；跨平台（硬件：CUDA GPU，x86操作系统：Windows/Mac/Linux/Android）。阅读详情

分布式、多线程、高并发

分布式是从物理资源的角度去将不同的机器组成一个整体对外服务，技术范围非常广且难度非常大，有了这个基础，高并发、高吞吐等系统很容易构建；
高并发是从业务角度去描述系统的能力，实现高并发的手段可以采用分布式，也可以采用诸如缓存、CDN等，当然也包括多线程；
多线程则聚焦于如何使用编程语言将CPU调度能力最大化。

分布式

分布式更多的一个概念，是为了解决单个物理服务器容量和性能瓶颈问题而采用的优化手段。

该领域需要解决的问题在不同的技术层面上，又包括：分布式文件系统、分布式缓存、分布式数据库、分布式计算等，一些名词Hadoop、zookeeper、MQ等都跟分布式有关。

从理念上讲，分布式的实现有两种形式：

水平扩展：当一台机器扛不住流量时，就通过添加机器的方式，将流量平分到所有服务器上，所有机器都可以提供相当的服务；
垂直拆分：前端有多种查询需求时，一台机器扛不住，可以将不同的需求分发到不同的机器上，比如A机器处理余票查询的请求，B机器处理支付的请求。

高并发

相对于分布式来讲，高并发在解决问题上会集中一些，其反应的是同时有多少量：比如在线直播服务，同时与上万人观看。

高并发可以通过分布式技术去解决，将并发流量分到不同的物理服务器上。

但除此之外，还可以有很多其他优化手段：比如使用缓存系统，将所有的吗，静态内容放到CDNA等；还可以使用多线程技术将一台服务器的服务器能量最大化。

在这个‘云’的时代，提高分布式系统并发能力的方式，方法论上主要有两种：垂直扩展（Scale Up）与水平扩展（Scale Out）。

垂直扩展单机处理能力。垂直扩展的方式又有两种：
- 增强单机硬件性能，例如增加CPU核数如32核，升级更好的网卡如万兆，升级更好的硬盘如SSD，扩充硬盘容量如2T，扩充系统内存如128G。
- 提升单机架构性能，例如使用Cache来减少I/O次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间。
水平扩展，只要增加服务器数量，就能线性扩充系统性能。虚拟化技术的出现，让水平扩展变得轻松且简单。现在的云主机几乎是虚拟机，而不是物理主机。这样的话，线性扩充也是分分钟的事，前提是有足够的物理主机支撑。

高并发的三个经典问题：

单台服务器最大并发，单台服务器最大并发问题，一般是指台服务器能够支持多少TCP并发连接。一种理论说法是受到端口号范围限制。操作系统上端口号1024以下是系统保留的，从1024-65535是用户使用的。由于每个TCP连接都要占一个端口号，所以我们最多可以有60000多个并发连接。但实际上单击并发连接数肯定要受到硬件资源（内存、网卡）、网络资源（宽带）的限制。特别是网卡处理数据的能力，它是最大并发的瓶颈。
C10K并发连接问题是指单机1万个并发连接问题。如何突破单机性能局限，是高性能网络编程所必须要直面的问题。这些局限和问题最早被Dan Kegel进行归纳总结，首次成系统的分析和提出解决方案，后来这种普遍的网络现象和技术局限都被大家称为C10K问题。C10K问题本质上是操作系统问题。对于Web1.0/2.0时代的操作系统而言，传统的同步阻塞I/O模型都是一样的，处理的方式都是requests per second，并发10K和100K的区别关键在于CPU。创建的进程线程多了，数据拷贝频繁(缓存I/O、内核将数据拷贝到用户进程空间、阻塞)，进程/线程上下文切换消耗大，导致操作系统崩溃，这就是C10K问题的本质。

多线程

多线程是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术，它更多的是解决CPU调度多个进程的问题，从而让这些进程看上去是同时执行（实际是交替运行的）。

在这几个概念中，多线程解决的问题是最明确的，手段也是比较单一的，基本上遇到的最大问题就是线程安全。

Flask

Flask默认是单进程、单线程阻塞的任务模式，在项目上线的时候可以通过nginx+gunicorn的方式部署flask任务，但是在开发的过程中如果想通过延迟的方式测试高并发，需要在app.run()中通过threaded和processes开启线程支持和进程支持。
但是多进程或多线程只能选择一个，不能同时开启。

threaded 多线程支持，默认为False，即不开启多线程。
processes 进程数量，默认为1.

app.run(host='0.0.0.0', port=4000, threaded=True, processes=1)

gunicorn 部署Flask项目

使用flask自带的服务器，可以完成web服务的启动。在生产环境中flask自带的服务器，无法满足性能需求，需要采用Gunicorn做wsgi容器，来部署flask程序。Gunicorn（绿色独角兽）是一个Python WSGI的HTTP服务器。从Ruby的独角兽（Unicorn）项目移植。该Gunicorn服务器与各种Web框架兼容，实现非常简单，轻量级的资源消耗。

WSGI（Web Server Gateway Interface）web服务器网关接口，是一种规范，它是web服务器和web应用程序之间的接口。它的作用就像是桥梁，连接在web服务器和web应用框架之间。

Gunicorn是基于pre-fork模型的，有一个中心管理进程（master process）用来管理worker进程集合。Master从不知道任何关于客户端的信息。所有的请求和响应处理都是由worker进程来处理的。

主程序是一个简单的循环，监听各种信号以及相应的响应进程。master管理着正在运行的worker集合，通过监听各种信号比如TTIN，TTOU和CHLD。TTIN和TTOU响应的增加和减少worker的数目。CHLD信号表明一个子进程已经结束了，在这种情况下master会自动的重启失败的worker。

gunicorn架构

gunicorn实现了一个Unix的预分发web的服务端。

gunicorn 启动会被分发到一个主线程，然后产生的子线程就是对应的worker。
主线程的作用是确保worker数量与设置中定义的数量相同。如果任何一个worker挂掉，主线程都可以通过分发它自身而另行启动。
worker的角色是处理HTTP请求。
预分发就意味着主线程在处理HTTP请求之前就创建好了worker。
操作系统的内核就负责处理worker进程之间的负载均衡。

为了提高使用gunicorn时的性能，需理解3种并发方式。

worker模式（又成Unix进程模式）
每个worker都是一个加载Python应用程序的unix进程。worker之间没有共享内存。这时候建议的workers数量是(2*CPU)+1。
多线程
Gunicorn 还允许每个 worker 拥有多个线程。在这种场景下，Python 应用程序每个 worker 都会加载一次，同一个 worker 生成的每个线程共享相同的内存空间。
伪线程
有一些 Python 库比如（gevent 和 Asyncio）可以在 Python 中启用多并发。那是基于协程实现的“伪线程”。Gunicrn 允许通过设置对应的 worker 类来使用这些异步 Python 库。

并发 vs. 并行

并发是指同时执行 2 个或更多任务，这可能意味着其中只有一个正在处理，而其他的处于暂停状态。
并行是指两个或多个任务正在同时执行。
在 Python 中，线程和伪线程都是并发的一种方式，但并不是并行的。但是 workers 是一系列基于并发或者并行的方式。

安装gunicorn

pip3  install gunicorn --user

启动gunicorn

最简单方式，默认监听127.0.0.1:8000

gunicorn 入口文件名:app

处理高并发需要开多个进程和修改监听端口号

gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:8000 入口文件名:app

后台执行方式启动服务

方法一

nohup 启动服务的命令 &

nohup gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:8000 入口文件名:app &

方法二
在gunicorn的配置文件中零daemon参数为True

#gunicorn_config.py
daemon = True
reload =True #修改程序代码，不用每次都通过gunicorn进行重启

查看程序是否运行起来，如果运行起来会有两个进程
```
fuser -v -n tcp 端口号
```
结束进程
```
kill -9 进程号
```

gunicorn配置文件

在这里插入图片描述

# coding=utf-8
# /usr/bin/env python
"""
Author: buty
Date: 2019/9/17 下午1:36
Description: gunicorn config
"""


import gevent.monkey
gevent.monkey.patch_all()

import multiprocessing

#server socket
bind = '0.0.0.0:4000'

#worker
# workers = multiprocessing.cpu_count() * 2 + 1
workers = 4
threads = 1
# worker_class = 'gunicorn.workers.gevent.GeventWorker'
# worker_class = 'gthread'#gevent
worker_class = 'sync'


debug = True
# daemon = True
worker_connections = 100

#log
pidfile = 'log/gunicorn.pid'
accesslog = 'log/gunicorn_access.log'
# errorlog = 'log/gunicorn_error.log'
loglevel = 'debug'
access_log_format = '%(h)s %(l)s %(u)s "%(r)s" %(s)s %(b)s "%(f)s" "%(a)s"'

与logging自带log记录合并，减少文件数量。

# !/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#
# @Author: Buty
# @Date  : 11/17/21 9:09 AM
# @File  : config.py

# config.py
import os
import gevent.monkey
gevent.monkey.patch_all()

import multiprocessing

debug = True

bind = '0.0.0.0:8000'
pidfile = 'log/gunicorn.pid'
# accesslog = 'log/access.log'
# errorlog = 'log/error.log'
logconfig_dict = {
    'version':1,
    'disable_existing_loggers': False,
    'loggers':{
        "gunicorn.error": {
            "level": "WARNING",# 打日志的等级可以换的，下面的同理
            "handlers": ["error_file"], # 对应下面的键
            "propagate": 1,
            "qualname": "gunicorn.error"
        },

        "gunicorn.access": {
            "level": "DEBUG",
            "handlers": ["access_file"],
            "propagate": 0,
            "qualname": "gunicorn.access"
        }
    },
    'handlers':{
        "error_file": {
            "class": "logging.handlers.RotatingFileHandler",
            "maxBytes": 1024*1024*1024,# 打日志的大小，我这种写法是1个G
            "backupCount": 1,# 备份多少份，经过测试，最少也要写1，不然控制不住大小
            "formatter": "generic",# 对应下面的键
            # 'mode': 'w+',
            "filename": "./log/gunicorn.error.log"# 打日志的路径
        },
        "access_file": {
            "class": "logging.handlers.RotatingFileHandler",
            "maxBytes": 1024*1024*1024,
            "backupCount": 1,
            "formatter": "generic",
            "filename": "./log/gunicorn.access.log",
        }
    },
    'formatters':{
        "generic": {
            "format": "'[%(process)d] [%(asctime)s] %(levelname)s [%(filename)s:%(lineno)s] %(message)s'", # 打日志的格式
            "datefmt": "[%Y-%m-%d %H:%M:%S %z]",# 时间显示方法
            "class": "logging.Formatter"
        },
        "access": {
            "format": "'[%(process)d] [%(asctime)s] %(levelname)s [%(filename)s:%(lineno)s] %(message)s'",
            "class": "logging.Formatter"
        }
    }
}

capture_output = True
loglevel = 'warning'

daemon = True #后台启动
reload = True

#workers = multiprocessing.cpu_count()
workers = 1
worker_class = 'gevent'
x_forwarded_for_header = 'X-FORWARDED-FOR'

# 添加配置文件后的启动方式
gunicorn -c gun.py 入口文件名:app

列出所有进程

pstree -ap|grep gunicorn

最小的一级是worker进程，它们的上一级是gunicorn进程。使用kill -HUP [gunicorn 进程ID]可以杀掉进程。如果该进程还存在上一级进程，使用kill -9 [进程ID]将其彻底关闭。
在这里插入图片描述

导出测试结果报告

保存View Results Tree（查看结果树）结果
生成HTML报告
点击index.html即可查看结果

报告结构

报告总体分为Dashboard和Charts两部分

Dashboard

Test and Report informations（测试和报告信息）：测试结果保存文件/测试开始时间/测试结束时间/展示过滤器。
APDEX(Application Performance Index)：应用程序性能满意度的标准，范围在0-1之间，1表示达到所有用户均满意，可以在配置文件设置。
Request Summary：请求的通过率（OK）与失败率（KO），百分比显示。
Statistics：数据分析，基本将Summary Report和Aggregate Report的结果合并。
Errors: 错误情况，依据不同的错误类型，将所有错误结果展示。
Top 5 Errors by sampler：Top5错误信息采样。

Chart

Chart分为三大模块：时间维度信息（Over Time）、吞吐量（Throughput）、响应时间（Response Times）。
在这里插入图片描述

Over Time

Response Times Over Time脚本运行时间内响应时间分布曲线
Response Time Percentiles Over Time (successful responses) 脚本运行时间内成功响应的请求，响应时间百分位
Active Threads Over Time 脚本运行时间内的活动线程分布
Bytes Throughput Over Time脚本运行时间内的吞吐量，单位是byte
Latencies Over Time脚本运行时间内毫秒级的响应延时
Connect Time Over Time脚本运行时间内平均连接时间